宇宙知识系列讲座

iceinsummer · 发表于 2007-8-3 12:42:53

　主讲人简介：

　　南仁东：中科院国家天文台研究员，现任国际天文学会射电专业委员会副主席，北京大学和中国科学院研究生院教授，中国科学院重大项目FAST的首席科学家。

　　内容简介：

　　人类仰望上苍时，我们的天性会发问——我们是谁? 我们从哪里来? 我们是否孤独? 寻找地外理性生命（SETI）是现代生命科学及宇宙科学的前沿。那什么是生命？生命最早是怎样产生的？地球最老的生命化石形成于36亿年前，6亿年前寒武纪出现的三叶虫已有完整生命形象，效仿萨根宇宙年的说法，将漫长36亿年压缩成一年，人类在最后一分钟进入文明，最后一秒钟进入太空并开始大规模影响环境。

　　那么要寻找地外生命首先看看我们的太阳系。太阳系的九大行星中，水星没有水，水在高温下呈毒气室。金星呈气态，象天王星、海王星、冥王星这些外缘行星温度太低，可能也没有液态水。太阳系可能的水乡有两个：火星和木星。火星故事深入人类所有文化领域。迄今人类火星之旅40次， 28次成功。1976年“海盗1号”，“海盗2号”成功着陆，做了呼吸作用、光合作用和放射性同位素实验，人类耗资亿金万买来仲裁一页——火星上没有生命。

　　1989“伽利略”升空，漫漫6年之后于1995年到达木星。探测器发回的图象展示了其表面由巨大的冰块覆盖，它的暖冰壳下包着比地球多得多的水。地球生命可以挑战人类不敢想像的极限环境, 水在太阳系里也不独属地球一家，行星系统无处不在，这三项新的科学进展使SETI科学升温。似乎我们应该有很多聪明的邻居, 我们怎么从来没它们的消息? 如何才能与它们相遇？1959年康乃尔大学的Cocconi和Morrison提出截获星际通讯的设想，提出与E·T交流的惟一途径可能是无线电通讯，不管E·T想不想和我们交流，它们技术活动产生的电磁波会出卖其存在，SETI需要射电天文学帮助。那么寻找地外生命会给人类带来什么益处和风险？与ET相遇的风险：第一，碰上星球大战中“死星”那样的坏邻居，招徕麻烦；第二，找到了E·T那样高明的教师爷，人类的求知欲会随之凋零；第三，先进的ET文化吞噬地球文化。与ET相遇的好处：第一，E·I的发现更根本地医治人类的贪婪与狂妄；第二，从E·T那里获得科学技术的利益；第三，星际通讯成功是一种存活的信息，E·T是如何在发展中求生的？第四，即使我们找到的地外生命比我们低级得多，人类也可以启动诸种比较学，使其对自身和自然的认识走向成熟。

　　（全文）

　　当我们仰望上苍的时候，我们的天性经常会发问这样三个问题：我们是谁？我们从哪里来？我们是否孤独？就是地球之外有没有其他的文明社会；茫茫宇宙之间有没有我们人类的同类。像著名的哲学家罗素曾经讲过，对于这样一个问题，那无非两种解答，一个是是，一个是否。不管是哪一种解答，我们都会感到无比惊奇。你想一下，是不是这样。所以这一个难题，或者说这一个课题是和所有其它的课题所得到的结论都是不一样的。那先讲一下现在世界上流行的主流科学是什么。一说SETI，现在如果你到美国、欧洲这些比较先进的国家，它们的公众一听到SETI，我知道，E·T，大家知道，就是美国那个大片，外星人。那S,就是Search，英文就是Search for Extraterresteial Intelligent Life ，寻找地外文明。

　　说地外生命的问题，我们先界定一下什么是生命？就是什么是活着的生命，这个活着和死的东西，就是生命和非生命它们之间是应该有一条界限的，这条界限实际人类已经为之争论了数百年，上千年，都莫衷一是。但是你要讨论这样一个问题，还是应该给一个界定。我自己觉得可以给这样三项界定：一个是生命的目的在于保持，就是一个活着的东西要适应环境，要从环境里吸收能量，保持个体的生存；第二个生命应该是碳基的；第三条生命是一个信息系统。那么我们怎么来解释生命的多样性。就是我们这个五花八门的世界，达尔文当年，就是19世纪，用物竞天择的过程来说明我们为什么地球生命这么丰富，这么多色。他说，驱动生命从低级变得高级，变得更加适应环境，有两个要素：一个是基因突变，这个基因突变，大家知道，用现在生命科学讲，就是当DNA分子在复制的过程中要有误差的。还有一个，这个DNA分子虽然密藏在一个非常安全的地方，但是外边，强的物理化学过程都会改写它，就是它也有危险发生变异。当然达尔文当年并不知道这件事情了，于是他就用基因突变的这个说法来解释，比如说这个亲代和子代中间，它当然是要遗传的，龙生龙，凤生凤，但是不是一样的。那么下一个因素，就是自然选择，自然条件把生存和繁衍的机会，只给那些有益于和环境更和谐的个体。于是这些和环境更和谐的个体性状，就一代一代遗传下去，就是使得物种不断从简单到复杂，变得非常完美。

　　可以举一个例子，比如说孔雀，孔雀亲代它可以有不同的子代。小孔雀可能有的变得更漂亮，可能有的不那么漂亮。那达尔文就解释自然界把那些生殖的机会留给了那些变得更漂亮的孔雀，于是孔雀就变得越来越漂亮。所以不是孔雀想自己变得漂亮，才漂亮，那就变成拉马克思主义了，就是说它有一种自我完善的冲动。当然达尔文这个学说，他并不能完全解释，比如说乌鸦为什么也生生不息。那么大家想一想，哪一种演化特征，对一个物种的生存是最有价值的。我觉得，大家立即就能得到一个结论，就是变得聪明，因为人会思想，他变得聪明，他有了技术，所以他可以飞得比鹰还高，跑得比猎豹还快，比凶狠的鲨鱼更能威胁邻居，所以人类成为众生之王。

　　下面有三个问题需要我们回答：第一个问题，如果有合适的条件，生命一定起源吗？这个答案肯定是的。因为如果不是这样的话，那我们怎么解释我们地球生命的现象，那你只能用造物、创世纪的那个办法来解决了，是吧。下一个，就是生命一旦起源，就必然长出智慧吗？那从上面我挺长的一段说法里边看来好像应该是对的，要变得聪明。第三个，就是除了地球之外，在茫茫宇宙之间，我们还有其他的适合于生命的家园。

　　那么我们讲生命的问题，我们先看一下地球生命。这是在南非找到的一种叫无花果黑硅岩的一个矿物，你能看到成团的那种东西，那么生物学家认为这是生命最早的印记就是细胞的化石。那在六亿年前，三叶虫，就是说已经有了非常完整的生命形象。你看有眼睛，有鼻子，挺像一个活的东西。又过了两亿年，就是从现在数，一共是四亿年之前，生命从海洋爬上陆地。你们知道，美国有一个著名的科普作家，同时也是一个非常杰出的天文学家叫卡尔·萨根先生，他有一种宇宙年的说法，那么我们仿照他这种说法，如果我们把地球生命三十六亿年漫长的演化历史浓缩成365天，把它算成一年的话，那人类真正从猿开始两足直立长出智慧开始了文明，那也就是最后一分钟的事情，而人类真正走向太空，大规模的影响环境是应该发生在最后一秒钟。还有一个，我们回到地球生命，大家总说生命是宝贵的，应该珍惜生命，生命同时也是脆弱的，实际生命并不脆弱。近十年或者二十年吧，生命探索在地球上发现了很多很多极限的生命环境，就是说在那些我们不能想像的非常艰苦的环境里头，都找到了生命。

　　那么我们找生命，到底哪一个东西是最关键的，或者说我们找适合于生命的环境，哪一种东西是最关键的，就是水，水比阳光，比能量，比氧气还重要，这是为什么呢？因为生命科学告诉我们，水是生命化学反应必备的一个要素。另外水是传送营养，排泄废料必要的一个通道，所以你要找生命，首先看那个地方有没有水。这个是大家都知道的了，就是太阳系，这边扁片就是太阳了，那么接着就是太阳系的九大行星，水星，没有水，金星有水，非常少量的水蒸气，在它有毒的大气里，那当然是高温了，所以它只能气态存在，那不叫水，水蒸气。“地球”，我们知道，我们在这里，我们有水，还有太阳系的外缘行星，你像远的天王星、海王星、冥王星，因为它离太阳太远了，那个里头温度非常低。所以即使有水，也是以固态冰的形式存在的。比较可疑的有两个地方，除了地球，一个是火星，一个就是木星的卫星。我们因为最近火星的探测特别热，所以咱们先说火星。

　　从上个世纪六十年代开始，人类不断地去火星，就有人说了，我们第一个飞掠的是行星，是火星，我们第一个绕行的行星也是火星，第一个着陆的是火星，第一个在上面漫游的还是火星，我们在那里倒霉是因为我们总在那里找麻烦。这是NASA的一个科学家讲的，统计起来是这样的，到现在为止大概有三分之二不到，一半多是失败的。我个人觉得，在众多的这些火星探测课题里面，最成功的应该算上一个世纪1976年着陆火星的两个探测器，“海盗一”，“海盗二”。它在火星表面做了三项实验，就是一个叫光合作用实验，一个是呼吸作用实验，一个是放射性同位素实验。那么这个结果，人类耗资亿万金，得到的一个结果是非常可悲的。就是说火星上既没有水的印迹，也没有生命。当然对于这样巨大的投入回报呢，那当然使科学家非常沮丧。但是有一些乐观主义者呢，他们认为，可能是这样的，火星那么大，你怎么那么寸劲儿就把那探测器正好丢到一个有生命的地方。如果在地球上撒哈拉扔一个探测器，它结论肯定是地球没有水也没有生命。还有一个，可能火星上有高等生命这种可能性，我觉得基本可以排除了，低等的生命是不是已经转入地下，所以还有希望。

　　咱们看一下，下边就有一些近期的发展。从今年元旦开始，就是大量报道了美国的“勇气号”和“机遇号”，还有“欧洲快车”探测火星，咱们说一下火星探测的情况。下面给大家放一段录像吧。这是一个计算机动画，里边有很多是真实照片，这是发射，都是在去年，去年这不是8月底是火星大冲日吗？它在6月发射，大家看这个飞行器，在太空飞行的情况，它有三个强大推动力的大火箭，有九个辅助推动器的火箭，那一开始通讯的时候，因为你不能同时太阳能电池对着太阳，完了天线又对着地球，这是不可能的，所以一开始用无方向性的天线。到了临近火星的时候，它开始改成中等增益的那种天线，七个月以后到达火星。到达火星以后，它第一件事情是要调整姿态，它要把它那个头对准火星，接着它要经过火星大气了，它一开始的速度非常高，是时速两万公里/小时，经过火星大气的摩擦以后，四分钟以后要降到一千六百公里/小时，所以整个从进入大气层到着陆要六分钟，六分钟被称为危险六分钟。到了最后两分钟的时候，它要做很多其它的工程动作。比如说把备伞打开，然后防热罩脱离，最后它的着陆器要自由落下，那这个时候还要测定地面的情况，用雷达探测，而且要拍三张工程照片，来测试它水平横向的运动来决定它如何着落。那么到这个时候，已经是剩下六秒钟了，六秒钟以后它这个时候地面高度是134米，它的速度大概是82公里/小时，马上点火制动火箭，制动火箭点火以后，在三秒钟之内，基本是停下。停下以后及时剪断绳索，说是迟，那是快，很快就过去了。那这个时候呢，它这个地面高度就是十几米，四层楼那么高，它速度还是很高的，42公里时速相当于一个小轿车在高速路上跑，砸到地面上要弹跳大概三十余次，可能要滚动到一公里以外的这样一个距离，这个着陆本身工程上当然有巨大的风险，所以它把整个着陆过程进入大气层以后呢，说是危险六分钟，而最后当它剪断绳索，制动火箭点火开始到落地的时候叫致命六秒钟，那是非常可怕的。它下来以后，你看，刚才那个透明片，它翻一个个，因为它整个是一个正四边体，翻个个，它要找哪个是底座，因为那个机器人，“勇气号”机器人是坐在一个底盘上，固定在那儿，所以当不正的时候，它要调整一下，要滚动一下调正，调正以后呢，它要想那么一两个小时，它才能够把这个花瓣打开，这是非常关键的。这个“勇气号”和“机遇号”，我觉得它们运气都不错，一下子就打开了。你看，它要经过一个星期以后，它自己对自己进行工程安全的检查，以后才能离开它自己这个平台，而且从平台下来的过程也是充满风险的，它上边有很多科学仪器。比如你看的柱子支撑着，这个有一个就是沿着轴向的小热谱仪，那是干什么的？那就是要检测火星土壤的热容量，诊断土壤和岩石的岩性，还有它的构成。还有一个就是来测量火星不同大气分层，上面你还能看到横着轴，你看这个，这里边还有两个镜头，那是全景相机，彩色，三维1024乘1024。中间那个东西是导航相机，它是黑白的，它可以点头，当黑夜来临的时候，因为它主要靠太阳能工作，给出140瓦这样电量，晚上的时候它要把自己包起来，包起来以后，它有八个电池，每个电池只有一瓦，为什么呢？因为它要加热保持温度，你不能在负一百度下，它那个电池不能生存。所以这也是一个很高的技术。在它的机械手上还有一个磨岩机，这个磨岩机，它可以磨把那个岩石磨五毫米那么深，把它上边风化层磨掉，露出新鲜的岩石。

　　下边我就不啰嗦了，我给大家讲一下，因为为了应付今天的报告，我昨天特别用功，因为2004年3月3日，美国宇航局不是有个新闻发布会嘛，说火星找到了这个，找到了那个，什么说法都有。实际我给你讲，以这个为准，因为我这是校过电话的。找到什么东西呢？咱们一项一项说。

　　首先说一下“欧洲火星快车”它科学上是非常成功的。它们在1月18号的时候，就有一个新闻发布会。大家看了觉得比较安慰，因为这个“小兔猎犬”不是死了吗？现在它这个母机还活着，而且它在火星的南极拍下了三种图片。你看右边这个，大家看，这就是可见光图片，就是我们平时照的照片，这三块东西都是同一个地方，中间是干冰谱线，是这种物质的指纹吧。我们说你用这种波长，你只能拍到干冰，固态的二氧化碳。而这个就是水冰，H2O，所以你看它已经找到了水，就是这个，是最确认的对火星探测的科学结论，当然你还差喝一口，但是这就是水，没有什么疑问的。

　　接着咱们说一下“勇气号”。这是它当时北京2004年1月4号，马上着陆以后，用导航相机，你可以看到有些马赛克，就是一段一段的，因为它三百六十度拍。过了两天，它上面那个全景相机，送回彩色三维的高分辨率的火星地貌图像。这是近期火星观测到的“蓝草莓”，这个大小就有两毫米，三毫米，就是一种矿物。实际上大家想像比如说硅酸盐之类的，火山喷发，喷出来的那种液态的东西凝固了。

　　我们说完火星，我们马上开始转向木星，我们说还有一处可能有水吗？1989年10月份，“伽利略”从地球出发，经过了六年漫漫太空之旅，大家想一想，星际旅行谈何容易，非常漫长的。1995年12月份到达木星，到了以后出一点毛病。你看一下，这个图形有一个伞，这个伞就是一个天线，这个天线没有彻底张开，它本来是叠在一块儿的，像降落伞一样，结果它的传送数据的速度就受到了非常大的限制。但是地面深空网还是采取了很多办法。当然你必须以付出接收速率非常慢为代价来获取图像。下面一篇就是我们看到，大家看一看右上角这像什么，就是冰，欧罗巴就是由冰层覆盖，它的光谱，它的密度，都说明它是水，是固态的，而且里边这水还是咸的。这是叫凯维尔森女士博士洛杉矶大学他们一个研究团组，为什么呢？她解释，如果欧罗巴是一个装有盐水的这样一个球，而且你看这冰还不是一块冰，冰之间还有融化以后再凝固的痕迹。所以欧罗巴很怪的，那么多水，下边有地热水，还是咸的，和海洋一样。问题是那里有鱼吗？但是“伽利略”它确实非常成功，项目超期服役14年，在去年9月21号NASA在地面给它改轨，使它掉入火星非常浓密的大气，在那里一切最后解体，完成了它的使命，它这个最后的呻吟经过了茫茫的太空，46分钟以后到达地面美国深空网的监视站。当时课题人员还给它举行了一个告别，功勋卓著，别了“伽利略”。

　　那三点综述就是这样了，过去天文学认为是一种理论，就所谓太阳系以外的行星系统，看来到处都是。你看一下子就找到了一百多个，火星上曾经有水流过，而且在欧罗巴的冰层下面有大量的水。所以有水的地也不独有地球一家。第三个，就是地球生命非常皮实，所以我们寻找地外生命的时候，可能是与生命起源的环境应该是不那么刻薄的。这三项科学结果使得目前寻找地外生命的科学变得非常热。

　　下边讲一下，我们有这么多邻居，我们怎么从来没听说过他们，慢慢道来。第一个SETI科学跟UFO的关系，你们知道,UFO是吧，不明飞行物Unidentified Flying Object。任何一个东西，你想只要有人在思索，那古往今来，未查明的东西总是有的。UFO肯定是有的，我经常说笑话，你走在街上，石头砸到你脑袋上，UFO，你不知道从哪儿来的，这是肯定的。但是你要是说我们地球曾经被地外文明造访，这个你就缺少证据。UFO事件它出现的高峰，各种目击事件报道，比如在上一个世纪六十、七十、八十年代，像美国和英国科学家他们做过统计，美国对于目击事件大概考察了两万件，英国考察了1600件，它排了一下序，70％是飞机，都在晚上的时候在日落附近出现。还有一个，就是太空碎片，气球还有天上的一些天体，比如行星，流星什么东西，还有气象现象等等，有一些就根本不是UFO，IFO，已知飞行物，不过你不知道而已。但是UFO探索，也不是完全消极的，它说明了人类对自己环境安全的一种关注，也说明了人类探索未知世界一种热情。

　　但是严肃科学认为，我们不曾被地外文明造访过，那怎么办呢？那我们串门不行，我们只能采用打电话的办法，所谓星际无线电通讯，最早提出这个东西，是1959年康乃尔大学两个年轻人，一个叫Cocconi，一个叫Morrison，他两个人在英国的《自然》杂志，发表了星际通讯的可能性。那我简化一下，这个星际通讯，比如你想得太异想天开了，太以己度人了，你用电视，电话，人家外星人也用这个，这个问题问的是对的，所以你在做这件事情的时候，你得给个根据，这就是我们说发明和发现的关系。如果一个东西是宇宙普适的，你不能把它叫做发明，你说外星人，你以己度人，像我们都睡床，那外星人肯定睡床，不尽然，因为日本人就睡榻榻米。所以你这么近都不一样，所以你要找普适，比如说牛顿定律，爱因斯坦的相对论这都是宇宙普适的。那么从这个意义上说，它既然存在，它迟早被发现，被利用。所以从这个意义上说，说麦克斯维尔方程组，无线电技术，大概也是宇宙普适的，所以就出现了这么一个想像。还有一个就是射电天文能够为这个提供手段，这是一个射电天文用的望远镜设备，就是一个大的雷达，或者是卫星天线，你看它有三个部件。一个是指向装置，这是一个抛物面，把平行光汇聚到接收机里，供天文学家分析。这个最大一百米，足球场那么大，公差在亚毫米，所以这是人类工程上一个极限。你再做大以后呢，它就自重和风载引起的翘曲使得它无法工作，所以你要再做大，还有一个办法，就是像美国康乃尔大学电离层研究中心做了一个三百米的望远镜，它不能动，是个被动的。你要想跟踪，你要调试上面这个平台上馈源，指向跟踪。而这个SETI计划，国际上很多都使用这个望远镜。

　　那么接着还有一些实际探测，这就是1972年由卡尔·萨根先生和德拉克参加的“先锋十号”。你看这个图，这个图是地球名片，镀金的，你看了这个名片以后，你就知道地球是怎么回事。所以你看还挺复杂这个问题，那在“先锋十号”，大家知道，还带了90分钟地球之音，地球的风，海啸都录在上面，还有六十种语言，其中还有中国的吴语，问你好，还有27首名曲，包括了中国的高山流水，也不知道哪位能收到。当然这个还是有点星际旅行的味道，摔个片，大概四百万年以后到达金牛座某个星。那你们说我们等不及，那还是打电话，打电话。德拉克他就在奥兹玛计划后期，在1974年用我给大家看三百米那个望远镜，就向太空发射了1679个脉冲。两万六千年以后，它是向一个星团发射，星团定向发射一束电磁波，那里有上百万颗行星，万一哪个聪明的武仙座人，它解码了，解码以后就会解出左边这个图像，大家看一看，上面就是我们所用的十进制技术系统。当然下边这个你可以看，这就是组成有机体，最重要的五个元素在元素周期表里边，二进制的排序，这就是氢、碳、氮、氧、磷。下边就是比如说人类基因组排序，DNA分子链条形象。还有人，当时四十多亿的人口，现在六十多亿。那么人的身高，而且人用发射波长量身长有多高的二进制，表达式就是横着这个东西。九大行星，太阳，还有阿里西博望远镜的微波光学，他们计算的当然是深思熟虑，至于说外星人是不是感兴趣，那就不知道了。

　　接着还有很多其他的一些计划，很著名的有一个美国的高分辨率微波巡视计划，一个赫兹，一个赫兹给你数你的信号，一共有二十亿个通道。你想想，这样一个课题它的潜在的军事意义那是不言而喻的。目前正在进行的就是所谓Phenix, 凤凰计划。1993年美国国会由于它消减财政赤字，因为外星人，政客认为，这个瞎闹，给你杀掉了，结果媒体和公众都是自发地开始支持SETI科学的探索，于是就出现了私营的SETI研究所。它这个计划有很多特点，它用最大的射电天文望远镜，全世界的，而且它用未来一公顷的望远镜，它已经得到课题经费了，正在建造，它要对一千个和太阳差不多的，在一百光年内的临近的恒星邻域做观测，用最先进的接收系统，而且有自动识别报警，还要同时双台观测。这个大家必须知道，科学研究你是第一个，你要有旁证，旁证说我看见外星人了，我看见鬼了，那你不行，你必须那个人跟你一起看的，而且你们两个不能有关系的，你说你哥看的那不行。还有一个，你看见鬼了，你今天晚上领我再看一次，因为科学实验要能重复的。大家知道，比如氢和氧爆炸形成水，这在课堂里做了上百年，每一次都不错嘛。所以这个科学实验一要有旁证，二要有重复，你自己不能随便说。有时候我们因为，我在IAA国际宇航科学院曾经任过一段职。那个时候电子邮件就说，你相信我吧，我在绝望中向你呼吁，看到了什么。我们都说，你在绝望里呆着吧。所以因为你没有旁证。那这就看一看，你在搜索地外文明的时候，你要区别什么是地外文明发来的信号？什么是地球人类的干扰？什么是自然界中的噪声？当然谁也许见过，你只能来设计它。大概外星人来的应该是窄带的。第二个，它是一个非常窄，几个赫兹，或者几十个赫兹，而且它非常有规律，它不能像自然界噪声，比如一打雷，这边电视也不行，那边电话也不行，手机也不行，因为它有非常宽的频谱。

　　第三个，因为它是地外的，所以它相对地球要有运动的。所以这个运动产生多普勒频漂现象。上边就是一次报警，就是SETI计划在观测的时候发现确实有个东西，你们看，实际它是什么呢？它就是“先锋十号”，就是我说拿到地球名片的那个，已经跑出去，你看1973年这是1998年，那二十多年了，还能有一种恋乡之情。它那微弱的已经快用尽的电池，发出非常微弱的信号，我们还能看到。所以这个虽然现在没有真正的和地外文明联系上，但是说明了SETI的研究计划是非常非常科学的。

　　最后一项我们就讲一下，你去寻找地外文明干嘛？这肯定任何事都是双刃剑，是有好处，有坏处。咱们先说坏处，第一个坏处招惹是非，说你遇到坏邻居了，但是也没办法了。因为我们二战，你看，过去了半个多世纪了，那雷达的电波已经在太空中年复一年，日复一日的传播，光速三十万公里/每秒，那你停不下来了，你的存在，你的日常电噪活动，早都把你的存在出卖了，所以你想为时已晚。那有人说不可能的，地外文明比我们发达得多，它肯定是非常有理性的，那我们就像虫子一样。我们想一下，我们自己怎么对待虫子的，所以这是一个问题。

　　第二个文化冲击，你看，我们大家都屈从大文化。你看，比如大家都穿牛仔裤，都染发，大文化。那么如果我们想像，你看这个地球有一些信仰，我觉得它是有积极意义的，它可能是社会稳定的一个支梁。上帝说这人是受宠的，是被选择的，耶和华造的，那边一看外星人说是章鱼，几个爪拿了一个微波天线，我觉得，这个对于信仰是一个挑战。我不知道应该把它放到哪一项里头。还有人担心说，这种课题你千万别干，没有任何一种比建立这个星际通讯更可怕的噩梦了，这是美国的一个生理学家沃尔特，他说的，因为这样人类将摒弃自己的功利主义和进取心，积极性都没有了说，我们别研究怎么治疗“SARS”，我们看外星人是怎么治的。其实这是不可能的这种担心。你想，你打一个电话来往八年多，你怎么可能，所以你不能等。

　　第四个就是大家比较担心内讧。为什么？上个世纪六、七十年代，两个超级大国对SETI特别感兴趣，就想从第三类，第六类接触那里学到新技术，就像从如来佛那里偷来了宝贝，横行天下，谁先得手，谁就是大王。

　　好处，也不是都是坏处，都是坏处，那就变成邪教了，谁也不让你干了。好处，第一个结束人的孤独。因为如果没有这件事，虽然1534年哥白尼把我们从宇宙中心踢开，我们接受了“日心说”，但是如果这个宇宙中间有生命的家园，只有地球一个，我们即使不是宇宙的，怎么讲呢，空间中心，那我们还是它的生命中心，生物中心。如果把你从生命中心也踢开的时候，那你就什么都不是了。所以这从根本上抑制人类的很多劣性，他的狂妄，他的贪婪。第二条，它是一个漂流瓶，存活的信息，就是说你看我们面临众多的发展问题，但是地外文明它们如果也干了非常多得坏事，它们是怎么活下来的，我们问问它们是怎么通过政治的，经济的，技术科学的手段在发展中求得生存。第三项就是科学技术，那当然也是坏处了，我们可以从外星人学到科学技术，而启动比较学，这是最现实的。有人经常说，那火星肯定没有高级理性生命，你到那儿干嘛去？你起码可以看看，那里边的菌类，那里边的病毒，那是什么样子。所以我们也可以比较一下，我们地球上这些微生物是怎么进化的，所以这也是有好处的。

iceinsummer · 发表于 2007-8-3 12:43:29

主讲人简介：

　　赵君亮：中科院上海天文台原台长，研究员。发表多篇天文学术著作，同时致力于天文科普事业，亦有多篇天文科普著作问世。

　　内容简介：

　　这个讲演的题目就叫做《寻找“丢失”的行星》，大家注意到这个“丢失”是打引号的，实际上并不是丢失的。那么我这个讲题下面分四个内容：第一怎么样找到小行星，所谓“丢失”的行星就是小行星，怎么样找到小行星的过程。第二就是小行星的基本情况。第三小行星它是怎么样形成的？它到底怎么来的？第四也许是大家最感兴趣的，这个小行星如果撞到地球上来怎么办？对我们有没有威胁？

　　我们为什么要找这个“丢失”的小行星呢？因为它可能威胁地球。刚才我们讲了大部分小行星挺好，它都在小行星带，在木星和火星的轨道中间。那么我们地球的轨道是在火星轨道之内，所以它不会碰到我们。但是的确有一部分小行星它的轨道比较扁，它会转到地球轨道之内来，这个叫做近地小行星。那么它要是撞上来怎么办？我相信很多人看过科学幻想电影，叫《天地大冲撞》。在未来的某一年天文学家算出来了，有一颗小行星在多少年以后就要撞上地球，其后果不堪设想。于是就从总统开始，联合全世界的科学家就要想办法对付它。最后这个电影里面，就派了一个宇宙飞船，就到了这个小行星，然后在那里挖洞，然后把核弹就塞在里面去，要把它炸碎掉。最后这几个宇航员回不来了，他们就献身了，回不来了。结果这一炸呢，有一点效果了。这个小行星一炸两个，一块大的没撞上来，偏过去了。一块小的还是撞上来了，这块小的，从电影画面里面这块小的比大的要小得多。这个小的撞在海洋里，结果浪过来，整个纽约很快就扫平。这里面还有一些爱情故事，但撞击很可怕。那么这个事情到底会不会发生？这个发生到底有多可怕？我们有没有办法对付它，这个必须是考虑的。

　　（全文）

　　这个讲演的题目就叫做《寻找“丢失”的行星》，大家注意到这个“丢失”是打引号的，实际上并不是丢失的。那么我这个讲题下面分四个内容：第一怎么样找到小行星，所谓“丢失”的行星就是小行星，怎么样找到小行星的过程。第二就是小行星的基本情况。第三小行星它是怎么样形成的？它到底怎么来的？第四也许是大家最感兴趣的，这个小行星如果撞到地球上来怎么办？对我们有没有威胁？

　　那么我们现在开始讲第一个，就是小行星的发现过程。在这个之前呢，我想给大家说一下，在太阳系里面的几类天体，怎么区分？什么叫行星？什么叫小行星？什么叫彗星？什么叫流星？首先我们把行星提出来，所谓行星是指太阳系里面绕着太阳公转运动的主要天体。或者说是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星，这九颗大行星的综合。那么行星又称大行星，实际上这个名字就是因为后来发现小行星，我们的中文名字才有大行星一说。那么我们现在看小行星，太阳系里面除了大行星以外可以说统称为小天体。那么我们怎么来区分这些小天体？首先小行星，我把小行星和彗星都放在一起对比，小行星是沿椭圆轨道运动的，而且这个椭圆是不太扁的。而彗星通常是沿着比较扁的椭圆轨道，甚至是抛物线，或者是双曲线，就是这个扁的椭圆轨道一直扁下去，扁到最后它就等于抛物线。然后抛物线甩开去就是双曲线，所以这个是小行星和彗星的差别。

　　第二个差别，小行星是不大容易挥发出物质的，它就是一块石头这样的东西。而彗星在接近太阳的时候，它有气体物质挥发出来，这是它们很大的区别。那么所谓小天体是指质量小，不是指体积小。那么这个就是用空间探测器拍到的小行星，大家看这里有个比例尺，这个比例尺是20公里，那么可见这个小行星之小。这几个小行星尺度我们就不能讲直径了，因为它不是一个球，它的尺度不超过几十公里，或者不大于一百公里。那么除了这两类小天体以外，还有一类更小的小天体，就是叫做流星体。我们通常说的流星是流星体闯入地球大气，流星体的速度可以高达每秒钟10公里到70公里。这个速度很快的，每秒钟十公里已经是子弹出枪口速度的十倍。子弹出枪口的速度大概每秒一公里，如果每秒七十公里那就更快，那么这个高速闯入地球，就和地球的大气发生摩擦，然后它就发热、燃烧、发光。这条光迹称为流星，所以流星和流星体是两个完全不同的概念，流星体是一块东西，流星是一个现象。

　　大家可能听到狮子座流星雨，一大批流星在一个短的时间内同时进入了大气层，那就会形成所谓流星雨，那是比较漂亮的。那么小行星和流星体的主要区别就是流星体更小，小行星、彗星、流星体统称为太阳系的小天体。这是一张流星照片，你看这个流星划过天空，下面是一些村庄、水。这是一颗火流星，流星中间特别明亮的称为火流星。你们都看过《三国演义》，对不对？诸葛亮死的时候，司马懿夜观天象，然后说一颗星星划过天空，他说孔明必死无疑。然后他就大举进攻了，他就怕诸葛亮。古人就是说天上掉下一颗流星，地上死了一个人。那么这个人官做得越大，这个流星就越大。这都是无稽之谈，这个就是火流星，最亮的火流星如果白天出现可以比太阳还亮。那么这是流星雨的绘画，请注意，我特别说明，这是绘画。没有这样的流星雨，这么密密麻麻的。所以你们不要相信报纸上讲流星雨出现的描述，这是一种夸张的手法，主要对这种东西没有做一个详细说明。我给你们看张照片，这张是流星雨的照片，这是真实的。这里就没有几颗流星了，这里有几条，而且这张照片必须要拍几分钟，在一瞬间之内可能就有一条。但是你在一分钟之内，它可能出现十条。这就相当好看了，你如果曝光十分钟，那你可能有几十条，就合成这么一张照片。所以越是漂亮的流星雨照片你们越得提高警惕。那么这里我提出某种科学研究的一种思路，有的时候有些数字或者有些图像比较奇怪，它表现出一种有趣现象，但是找不到这种道理，然后有人就拼命去想，没有道理也去想，往往会得出一些你想像不到的结果。

　　18世纪下半叶，哥白尼这个日心说已经确立了地位，牛顿的万有引力定律已经建立。当时已经知道了六颗大行星，包括地球在内，水星、金星、地球、火星、土星、木星，它的运动规律已经全部掌握好了。你们看看，我们来说一下这个情况，现在我们以地球到太阳的平均距离为一个天文单位，这个大概等于1.5亿公里，我们来量一下这六颗行星到太阳的距离，你们看：水星0.39，金星0.72，地球1，火星1.52，木星5，土星9.54，这个数字有规律吗？没有规律，一个比一个大。还有什么规律吗？看不出什么规律，对吧？有人就是动脑筋，就是这个人，这个人叫提丢斯，德国人。1766年，我们对他说得好听，他就是科学精神，说得不好听就是挖空心思，他就在想，这个数字怎么来的？他就想出这么个办法，从3开始写出一串数，每一个数比前面数大一倍，然后前面再添一个零，就这个0、3、6、12、24、48、96、192，对不对？这是一串数，没什么道理的，完全没道理的，这个你也不是几何奇数对不对？零拿掉是几何奇数，零放上去又不成几何奇数。然后把这些数字都加上一个4，那就变成下面这排，4、7、10、16一直到196，妙的就在后面，然后他把所有的数字都除上10，然后这个奇怪的现象发生了，他把刚才我讲的行星到太阳距离的天文单位的数字放上去。你们看这个数字简直太妙了，这个是提丢斯数组，0.4，0.39、0.7、0.72，地球当然是1，这个是1.6，1.52这里缺了一块，然后是木星5.2，这个土星是9，这个是10，然后这个是天王星当时没发现，你们看这个现象很怪，他就这么动脑筋，动来动去，就找出这个数字。这个数字就叫提丢斯数组，居然和行星到太阳的距离很相像。然后提丢斯注意2.8这个地方，少了一个星，所以我们说寻找“丢失”的行星，这个2.8，按照他的数组应该有颗星，这没有，他没吭声。

　　那么后人差不多同时代的人波得，他在1772年就公布提丢斯的发现，并且他就声称这个地方应该有颗行星。这个就是我们前面讲的一串有趣的数字，奇怪的数字，居然有一个地方不符合他的规律，他就大胆预报这里有一颗星，这件事情就称为提丢斯-波得定则。妙了！1781年，赫歇耳，赫歇耳是一个德国籍的英国天文学家，他原来是音乐家，搞音乐的。他发现了天王星，是偶然情况下发现天王星。大家注意，我们现在知道九大行星，前面几颗行星是没有办法说谁发现的，就知道了。真正说到发现的是天王星、海王星、冥王星，因为人类老早就知道什么水星、金星，你查是哪一个人发现的，谈不上发现。当时1781年赫歇耳发现了天王星，结果他到这个太阳的距离居然是19.2天文单位，而提丢斯数组下面，已经有这个数字。还没有发现天王星，这个数字19.6，那么这个事情就更加奇怪了，对不对？所以这个就变得非常奇妙了，于是就有人企图找这颗星。1785年天文学家查哈，他试图组织力量要找这颗“丢失”的行星，这颗星到底有没有？1806年9月查哈和另外五个天文学家，他们自己的原文，把它翻成中文就是：他要组织一次叫天空警察支队，以跟踪和捕获太阳系中逃亡的子民，要把它抓住。他希望要找一个有名的观测家，意大利的天文学家皮亚齐来参加寻找。这个要用望远镜，对不对？要有经验，随便讲讲没有用的。他们还没有找到皮亚齐，皮亚齐已经发现这颗星了。这个发现呢，是有点偶然性，你们学过哲学，偶然中间有必然。他并不是观测去找这颗星，他是在编一份星表，那么他就要大量观测，他发现有一颗小星，在其它恒星中间的位置每天是不一样的。恒星之间的位置是大体上不动的，你过十年、二十年它不会动的，比如三颗星组成一个三角形，明天还是个三角形，后天还是个三角形。但这颗星今天在三角形这个地方，明天到这个地方，后天到这个地方，在移动。那么他以为是彗星，他连续观测了6个星期，生病了。生病当然不观测了，但是他没有算出这颗行星的轨道，所以他生病完了以后，他再去观测，找不到了。

　　然后他就写信请人帮忙，那么这个时候就是高斯，高斯是一个非常出名的数学家。他当时已经发明了一种办法，现在我们知道，就是最小二乘法，只要有三次观测，三次不同时间的观测，就可以确立这个轨道。然后高斯就帮助计算，皮亚齐已经观测六个星期，他有一批观测资料，高斯根据这个观测资料就算出来轨道。这个轨道就在火星和木星之间，就是火星和木星的轨道之间有一颗星，算出来找就有目标了。他开始是偶然看到它，一算出来就开始找了，按照预报的位置找了，很快找到，最起劲的那位天文学家查哈，他根据高斯的预报一下找到这个小行星，但是第一个发现的人是皮亚齐，所以这个命名权在皮亚齐那里，他把它命名为谷神星。这就是发现的第一颗小行星。

　　奥伯斯曾经做过医生，他在一个偶然的机会，发现了第二颗行星，后来命名为智神星，比谷神星稍微小一点。一算这个轨道，这两颗行星的轨道很接近。那么就要思考了，所以奥伯斯就有一个大胆的猜想，他认为在提丢斯数组2.8的地方，原来可能是有一颗大行星，这个大行星爆炸，碎裂成小的行星。所以这里应该不止两个，应该还有。而且它们既然是从一个地方爆炸的，那么这些小行星的轨道应该在这个爆炸点都相交，对不对？某一个时候都会通过这个爆炸点，那么反过来说如果我盯着这个爆炸点观测，就去存心要找小行星，这个机会就比较大。你到处乱找，这个机会就比较小，不大容易找到。现在有两颗小行星，两颗小行星轨道的交点就是爆炸点。然后他就守株待兔，这个奥伯斯有这个猜想以后，他就开始观测。就等在那个地方，等了三年。这个人精神够好的，等了三年，守株待兔式的监测。奥伯斯终于发现了另一颗小行星，就是灶神星。在他之前另外一位德国天文学家叫哈丁，他偶然发现了婚神星。那么小行星慢慢多了，人们就有兴趣了，接下来有一段很长时间的停顿。

　　科学家有一个考虑问题的方法，一旦发现一种新的现象，或者一种新的天体。数量增多以后，他就开始统计分类，这个可以引出很多重要结论。结果发现这些小行星很少超过一百公里，几十万颗小行星，大部分都不超过一公里，真是名副其实地小！然后把它们质量全部加起来，还不到地球质量的万分之四，或者说不到月球质量的三十分之一。你可想而知这个小行星虽然多，它的确非常小。那么小行星的运动情况怎么样呢？就发现大部分小行星都在火星和木星的轨道之间运动，那么这一条带称为小行星带，或者称为主小行星带，它的运动轨道都是一些不太圆的椭圆。但是的确有一部分少量的小行星，它的轨道略微扁一点。这一扁不要紧，一扁它这个轨道可能会到地球轨道之内。也就是说，这样的小行星轨道，和地球的轨道有可能相交，那就意味着有可能和地球相撞。那么这一类小行星就叫近地小行星，我们后面还要详细地讲。天文学家现在对近地小行星非常有兴趣，那么这个就是小行星带的示意图，这个是小行星带在太阳系里面总体位置。不过他画得太密了一些，没那么多。随着观测技术的进步，居然发现很小的小行星，它还有它的月亮，它有它的卫星。月亮是我们地球的天然卫星，小行星有它自己的卫星。1978年6月7日，天文学家麦克马洪发现，这颗大力神小行星编号是532号，它的直径是243公里，还是比较大的，它有一颗卫星直径是45.6公里，这小行星和它的卫星相隔不到一千公里。同年12月11日，又发现18号梅菠蔓小行星的卫星，那么主小行星是137公里，它的卫星是37公里，以后发现小行星卫星的都有报道，但是有的很难证实。因为这个东西太小，那么怎么样发现小行星的卫星呢？你们想想看，离开地球比如说几亿公里，直径只有几十公里，这个东西太难发现。那么有这几种办法，一种是小行星掩星，什么叫小行星掩星呢？就是恒星在远方，小行星比较近，偶然一个机会小行星会把后面恒星的星光遮掉，这就叫小行星掩星。月亮也会掩星，就是月掩星。那么如果小行星有一颗卫星和小行星没有卫星，这个遮的过程中间后面那颗恒星的光的变化情况是不一样的。如果是单颗星，它的光就下去又上来。如果两颗星，它可能下去一会儿，又下去一会儿，那么根据这个光度的变化就可以算出来这一颗小行星的卫星。

　　第二你观测小行星本身亮度的变化，这个卫星不是绕着小行星转吗？如果这个卫星跑到小行星前面，就把小行星的光要挡掉一点。这个小行星就会变得暗一点，这个也可以发现小行星的卫星。另一个是空间探测，这个显然是可以直接找到小行星的卫星。比如说1993年8月伽利略号航天器，它掠过一颗小行星叫艾达。它就发现它有颗卫星。那么最有趣的是人们现在给小行星建人造卫星，1996年2月17日美国发射了一颗叫妮儿的航天器，它从1999年1月起就成为爱神星的人造卫星。这颗小行星很有名的，433号小行星，爱神星的人造卫星，然后对这个小行星，爱神星进行考察。

　　第三点，我要给大家说一下，这个小行星，那么多小行星怎么形成的？就是说小行星的起源问题，太阳系中有如此众多的小行星，如何形成？如何演化的？那么归纳一下大体上有四种说法，第一种是大行星爆炸说，第二种是以提出人柯依伯命名的柯依伯假说，第三种叫半成品说，第四种彗星演化说。我们一个一个介绍，在说这个理论之前，我们要把小行星的观测特征要说一下，你任何一个理论，要能说明问题，才能成立。所以小行星的起源要能成立，它必须说明小行星有关的观测事实。那么把小行星的观测事实稍微总结一下，大概有这么三条：第一它是绕太阳运动的，它的数量很多，体积相对很小的，形状绝大多数是不规则的。第二小行星的运动轨道绝大多数是一些不太扁的椭圆。第三大多数小行星位于小行星带之内。但是也有例外，这个例外的事情最讨厌了，理论要解释例外。首先我们讨论一下大行星爆炸说，那个就是前面我们讲的奥伯斯的思想，他就认为在提丢斯数组2.8这个位置上，原来就是有颗大行星。后来不知道什么原因，它爆炸了，炸碎以后这些小行星都各奔东西，那么它们大小都是不一样的，形状也是不规则的，就是今天我们看到的小行星。那么这个爆炸说对于小行星不规则的这一点很有利，一炸就是炸得乱七八糟的，对不对？那么也的确有相当一部分小行星它们的轨道是交于同一点的，即使你现在看到的小行星，它的轨道不交于同一点，也可能是因为在以后这个漫长的过程中间，受到其他天体特别是它附近木星、火星，这些大行星引力的干扰，它轨道变了，所以不交于同一点，这是一个学说，那么它的问题在于这个爆炸原因是什么，它为什么炸呢？始终没法给出解释，总的质量也太小，既然是炸的，这个质量应该不太小吧，所以这个它没法解释。

　　那么第二种学说称为柯依伯假说。这个人是一个美国籍的荷兰天文学家，实际上他的思想就要回避爆炸说里面，这个爆炸原因没法解释的这一个难点。他认为在太阳系演化过程中，太阳系怎么演化呢？大概这么个情况，远在太阳系形成之前，有一大团星云，这个密度比恒星要低得多，体积要比现在的太阳系大得多。它在自身引力的作用下就收缩，由于它有转动，所以收缩一定是变成扁的。它不会变成球，因为它在转，如果它不转的话，它就是大的球变成小的球。因为它在转，所以它本来是一个球体，那就变扁，变成一个盘子一样的。然后中心的物质形成太阳，边上的物质就慢慢慢慢形成行星，包括行星周围的卫星，比如我们的月亮。这是太阳系形成大体的过程，这个过程经历大概几亿年。那么柯依伯这个人就认为在火星和木星轨道之间，它因为某种原因它没有能够形成一颗大行星。就在太阳系的演化过程中间，它没有形成一颗大行星。而是生成了五个到十个比较小的原始行星，为什么叫原始行星呢？大体上意思就是还没有冷却下来的行星，是原始行星。那么这个原始行星在后来，因为从太阳系形成到现在已经五十亿年了，这个过程中间，这些小的原始状态的行星就互相碰撞，就碎掉了，就变成现在的小行星。那么其他地方呢，因为生成一个大的行星，所以它没有碰撞的问题。比如地球，它就是球状的，大体上是球状的。那么这就是用他的理论来说，今天我们看到那么多小行星是这么个过程形成的。所以实际上是对奥伯斯理论的一种修正，那么为什么爆炸这个难点就回避了。

　　那么第三种学说是半成品说，提出这个学说包括我们国家已故的著名天文学家戴问赛先生，他是这样想，他的学说是这样讲：太阳系在演化过程中，并不是一步形成的。首先是形成星胎，好像这个孩子还没有生出来，胚胎一样。然后这个星胎不断地吸集，因为它有引力作用，不断地碰撞吸集，把它周围的物质吸集过来就形成大行星。那么这个过程是很长的，那么在火星和木星之间，这个星胎吸集周围物质变成大行星的过程没有进行到底，而中途停顿，就形成了好多小行星，它们以分散的形式一直保持到今天，就是我们今天所看到的小行星。那么从这个意义上讲，小行星是太阳系演化的半成品，这是星胎形成的示意图。这个是太阳系形成以后，太阳已经大体上形成了，然后这个就是星胎。它还是在围着太阳转呢，那么它们互相碰撞吸集就形成行星，而火星和木星轨道之间这个过程没有进行到底，小行星就保留下来。

　　第四种观点是彗星演化说，彗星在靠近太阳的时候，它有东西挥发出来，挥发出来以后就形成了彗发和彗尾。但是彗星在远离太阳的时候，温度很低，它就是一块东西，看上去如果你用望远镜观测和小行星没什么两样，因此有人认为这两类天体是一类天体的演化序列。什么意思呢？彗星接近太阳的时候，它表面有层什么？实际上是冰冻的水，还有一些灰尘。那么一接近太阳它就升华蒸发，然后在太阳光压和太阳辐射、太阳风的作用下，形成彗发和彗尾。然后这个东西就挥发掉了，然后下一次又来又挥发。所以每次回归太阳就要损失一部分质量，那么有的彗星比较短的，你比如说哈雷彗星是七十六年回到太阳附近一次，那么就每七十六年它要挥发一次。有的彗星两三年回来一次，那就挥发得更快，有的彗星可能几百年、几千年、几万年一次，那它挥发过程就比较慢。但不管怎么样，总有一批彗星在几十亿年的时间内，它会挥发完了，挥发完了也就没有东西挥发了，因此它就不会形成彗发和彗尾了，因此它就变成一颗小行星。也就是说，挥发物质挥发完的彗星就是小行星。

　　我们讲最后一个问题，威胁地球。刚才我们讲了大部分小行星挺好，它都在小行星带，在木星和火星的轨道中间。那么我们地球的轨道是在火星轨道之内，所以它不会碰到我们。但是的确有一部分小行星它的轨道比较扁，它会转到地球轨道之内来，这个叫做近地小行星。近地小行星中间还有一部分会靠近地球，有人给它取了个名字叫掠地小行星，好像从地球附近掠过一样。那么这个打到我们怎么办？它掠一下，要是撞上来怎么办？我相信很多人看过科学幻想电影，叫《天地大冲撞》。在未来的某一年天文学家算出来了，有一颗小行星在多少年以后就要撞上地球，其后果不堪设想。于是就从总统开始，联合全世界的科学家就要想办法对付它。最后这个电影里面，就派了一个宇宙飞船，就到了这个小行星，然后在那里挖洞，对不对？然后把核弹就塞在里面去，要把它炸碎掉，中间有很多惊险的场面。最后这几个宇航员回不来了，他们就献身了，回不来了。结果这一炸，有一点效果了。这个小行星一炸两个，一块大的没撞上来，偏过去了。一块小的还是撞上来了，这块小的，从电影画面里面这块小的比大的要小得多。这个小的撞在海洋里，结果浪过来，整个纽约很快就扫平。这里面还有一些爱情故事，但撞击很可怕。那么这个事情到底会不会发生？这个发生到底有多可怕？我们有没有办法对付它，这个必须是考虑的。

iceinsummer · 发表于 2007-8-3 12:44:04

主讲人简介：

　　李竞：中科院国家天文台研究员，曾任中国天文学会理事；北京大学、北京师范大学、中科院研究生院兼任教授，主要从事恒星、银河系和天文史的研究。

　　内容简介：

　　我们都知道恐龙是出现在2.1亿年前，恐龙又灭绝在6500万年前。而这个地质纪年在一百年来有很大进步，精确度越来越提高。而没有发现任何一块恐龙的化石，年龄短于6500万年的，这已经是事实。那就是说恐龙在6500万年前，不知道因为什么事件，而突然地从地球上完全灭绝了。科学家通过推算认为，曾经有一个直径十千米的一个小天体，它以每秒40公里的速度，按照某一个入射角来撞击地球。然后撞出了一个大坑。

　　当年这个坑在大陆，随着沧海桑田，6500万年过去了。这个坑已经下沉到海底，而这次撞击由于地球大气的摩擦，它进入地球大气以后，就变成了一个高温的火烫烫的石头。它就形成了一个气柱，前头是气浪，这个气浪是高达两万度，两万度是什么样一个概念呢？两万度就是这个气浪之所及，一切的东西空气也好、水也好、恐龙也好、岩石也好，统统瞬间气化了。

　　现在的问题就在这儿，当年的地球霸主恐龙灭绝了，而现在如果真有一个小天体撞击地球，会怎么样？我们人类应该怎么办？我愿意告诉大家，就是国际天文学会给天文学家的任务是组织好搜索网，勤于观察，勤于跟踪观察，了解小行星的轨道和轨道的演变。如果这个小天体是个危险的小天体，是一个潜在危险的，希望给公众五十年的预警期。这五十年做什么呢？五十年做好消灾的一切准备，五十年的预警期，做怎么样的消灾准备呢？我们就要详细研究轨道和轨道的演变，然后找出各种方法来消灾。

　　（全文）

　　我们都知道恐龙是出现在2.1亿年前，恐龙又灭绝在6500万年前。而这个地质纪年在一百年来有很大进步，精确度越来越提高。而没有发现任何一块恐龙的化石，年龄短于6500万年的，这已经是事实。那就是说恐龙在6500万年前，不知道因为什么事件，而突然地从地球上完全灭绝了。最早的灭绝之说是根据达尔文学说，适者生存。认为恐龙受到了环境的改变，不适应，因此消失了。对于这个说法，天文学家提出了疑问，对达尔文学说提出了挑战。

　　在1980年有一个诺贝尔物理奖获得者，叫阿尔瓦列茨，美国籍的，可能是犹太人。他在全球做地质样本的放射性研究，全球去找地质样本来进行核物理的实验，他就发现在地质带上有一层，这一层可能几厘米厚、或者十几厘米厚，这个样本有一种元素叫铱。铱是比较重的元素，这种元素现在在地球表面上没有。因为它重，已经下沉到地幔之下了，所以自然界状态的这个铱的含量非常之少。可是在一个地层中，这个铱的含量反常。阿尔瓦列茨就拿它来进行测验，然后就用放射性元素方法，给这层地质样本来进行纪年，计算它的年龄。得到结果，就是这一层年龄，是6500万年。这一层就被科学界叫做K/T界，K是白垩纪，T是第三纪，白垩纪的终了就是恐龙灭绝时候。所以，谈到铱反常就谈到K/T界，这个阿尔瓦列茨在全球许多地方来找这个化石样本，都毫无例外，K/T界的铱元素是反常的。过了十年，一个资源卫星在空中进行红外扫描，可能还有雷达波的扫描，就发现在墨西哥湾的南端有个尤卡坦半岛，在尤卡坦半岛往海底伸，半岛之南的海中探测出来有一个直径是180公里的一个大坑，就是类似于月球上的环形山一样的一个坑。这个蛙人下去取样，然后到实验室里去给它放射性纪年，结果就是说这个坑形成的年龄，形成的时候是6500万年前。那这下子把三件事情就合在一起了，这三件事情合在一起，就成为其他的任何关于恐龙灭绝的假说所不能跟它比的，它能够说明的事情最多。而根据这块直径是180公里的大坑，往回推算，就是当年曾经有一个直径十千米的一个小天体，它以每秒40公里的速度，按照某一个入射角来撞击地球，因为这个可以从那个坑的样子推算出来。

　　当年这个坑在大陆，随着沧海桑田，6500万年过去了。这个坑已经下沉到海底，而这次撞击由于地球大气的摩擦，它进入地球大气以后，就变成了一个高温的火烫烫的石头。它就形成了一个气柱，前头是气浪，这个气浪是高达两万度，两万度是什么样一个概念呢？两万度就是这个气浪之所及，一切的东西空气也好、水也好、恐龙也好、岩石也好，统统瞬间气化了。气化就引起了周边的大火，周边的大火最后就蔓延成为洲际大火。洲际大火就造成了浓烟，就造成了所谓的核黑暗。这个核黑暗冷却之后就造成了酸雨。因为岩石整个变成气了，这样一来呢，这个小天体带来的铱就散布到全球。经过一个长时间的核黑暗，而这个小天体前头的冲击波相当于120万次八级地震，也相当于50亿个广岛原子弹。这样一场灾难，恐龙大概是受不了。在撞击点的附近，恐龙大概都气化了。而随着核黑暗，光合作用失效。光合作用失效的结果，所有的食草恐龙，当然就灭绝了。那么食肉恐龙也就没有食物了，食物链整个就破坏了。所以在短短的一个时段，这个恐龙就灭绝了。这个时段有多长呢？这个时段也可能有一两千年，不是说昨天出现了小行星撞击，今天就灭绝了，不是这样的。但是一两千年这个时段，对于地质史来说那当然是一瞬间，跟6500万年这个时段来比还是一瞬间，所以应该说恐龙就是瞬间就灭绝了。

　　而所有的这些推论都是根据对于那块陨星坑运算的回顾，就是小天体有多大？以多高的速度？以什么样的入射角来撞击？现在我们看见的是这个后果。那么小天体从哪儿来的？我们得讲讲这小天体的来源，在18世纪有两个天文学家，一个叫提图斯，一个叫波得，这两个人彼此并不认识。那个时候也很少有像今日的科学交往，各自研究自己。他们不约而同就发生一个事实，这个事实是什么呢？就是太阳系的五大行星，当时还只知道金、木、水、火、土、五大行星，这五大行星包括地球在内，六个天体跟太阳的距离是一个简单的关系。这个简单的关系可以用一个非常简单的数学公式来描述，变数是n，这个没有理论，完全是经验关系，是凑出来的。这个凑的结果，这个关系式跟实际情况对应得非常之好。我们看一看，先看头四行，水、金、地、火，再加上木跟土，如果n要等于几个整数，第一个是负无限大，然后是0、1、2、4、5的话，你们看看得到的结果，用简单的公式就是0.4、0.7、1.0、1.6、10.0，这就是那个简单的公式得的结果。而实际情况你们看看符合得多好，实际情况是观测的结果，而理论结果差别很小，理论就那么简单，符合得这么好。这里呢，就给天文学家提出了一个信息，就是当做n要等于3的时候，这距离上的2.8那个位置，就是地球是1，在离太阳到2.8的那段距离应该还有一个行星，可是现在没有。那么自从提图斯跟波得提出来这个学说之后，一些天文学家就要用望远镜去找，看看火星之外，木星之内是不是还有一个行星没有被人发现。就找这个失去了的行星，这是18世纪的事。

　　到了1801年1月1号，一个意大利天文学家拿望远镜也在那里搜寻，结果真正发现了一个天体。这个天体根据简单的运算，就知道它是在火星之外木星之内。真是找到了一个小天体，它跟太阳的距离是2.9。要按照提图斯-波得定则，在2.8那个地方应该有个小天体，这个小天体2.9，轨道也接近于圆轨道。然后进一步计算，就要算出来它的大小。算出来大小之后，天文学家就大为失望，就是这个行星，因为它也是围绕着太阳转的，也近似圆轨道，这个行星的直径不到一千公里，比月亮小多了，比地球小多了。那么这个行星能不能算做行星呢？因此，就给这样的一个小天体起一个名字叫做小行星。在随后的44年中，天文学家用望远镜用肉眼又发现了四个。

　　到1850年，天文学家开始不用眼睛观天了。开始用照相底片作为辐射接受器，照相底片跟眼睛有很大不同，照相底片可以累计曝光。你眼睛只能看一瞬间。而照相底片可以长时间曝光，曝光几分钟，曝光上几小时。这样长时间地曝光，就可以看见更多的暗天体。正是由于掌握了一个新的技术，对于这个小行星的领域之内，44年发现了四个小天体。可是后来半个世纪就一下子把这个总数增加到了450个，到了1949年虽然经过了两次世界大战，很多天文学家都投笔从戎了，很多天文台也都不能正常工作了。即便这样子，在20世纪的上半叶也把450一下增到了1600。随着到了20世纪末，天文学家又有一种新的辐射接受器，这个辐射接收器你们一定不陌生，就是你们数码相机里的CCD。你们数码相机不用胶片了，是用那个可以反复使用的CCD。天文学家在20世纪的90年代把CCD用到天文，作为辐射接收器，跟计算机联网，连在一起。有了这个工具之后，因为移动天体怎么发现的呢？过去是照张底片，然后呢，把它搁在一边，你再照张底片。如果新的这张底片中有小天体，这小天体呢，因为它在火星之外，木星之内，它在天上有运动。你长时间曝光，你曝光二十分钟，你是跟踪了恒星，你可是没跟踪那个小行星，那个小行星在底片中就变成一个小长块。然后把这个新照的底片跟旧的底片在实验室里对比，一个底片中没有这个小长块，一个底片中出了这么一个小痕迹，发现了这个新的小行星，这就是这么发现的。而有了CCD之后，这些工作都不用人做了，全是计算机给做。计算机给你对比，你人要对比一张底片，可以用三小时才能对完，计算机一秒钟就把这问题给你解决了。这个有了新的仪器之后，就事半功倍了。到了2000年年底，这数字一下就变成24万，可不是天上的小天体多了，而是你工具改进了，这就是工具的改进促进了科学技术的进步。

　　我们看这个图，左边这个图是在火星之外木星之内，叫做小行星带。40多万个密密麻麻在这儿，由于它们体积小，最大的一个不超过一千公里，小的只有一米两米，可能还有更小的。这些小石头因为体积太小了，它们几乎没有一个是圆形的，都是一个不规则的像太湖石的样子，这就是小行星普遍的形态。现在出现了一个新名词，小行星都在火星之外，它怎么会近地了呢？火星之外还隔着一大截，火星离我们并不近，如果地球到太阳的距离是1，火星到太阳的距离平均距离是1.5，木星到太阳的距离是5.2，地球到太阳的距离，光线要走8分19秒，那么火星到太阳的距离就是要走将近13分钟，而木星到太阳的距离要走四十一二分钟。所以火星到木星中间有个相当大的一个空间，它们都在那儿，怎么会跑到地球这儿来？怎么来的？

　　而确确实实曾经有过来的小行星，像使恐龙灭绝的小行星。如果真是这样的话，跑到地球而且撞上地球，天文学家就把这样的小天体，这样的小行星叫做近地小行星。它们怎么近地的？原来它们是在火星之外，木星之内一个圆轨道。当这样的一个小行星如果它在轨道运行中走到了木星附近，被木星强大引力所扰动，这个在天文学里有个专有名词，叫做摄动。这个结果就改变了这个小天体的轨道。改变了轨道之后，这个小天体有两种命运。一种命运，这个小行星甩出内太阳系，甩出这一环，跑到土星那边去了，给甩出去了。另外一个可能，给甩进来了，无论甩出去还是甩进来，轨道都改变成了一个椭圆。依然以太阳作为轨道的一个焦点，这个椭圆原来是近圆轨道，经过木星引力干扰变成椭圆的轨道，就有可能接近地球。所以小行星在火星之外跑到地球之内一个重要原因就是木星引力场的作用，致使小行星的轨道改变。从它原来的主带中，主小行星带中跑到了太阳系里边来了。它甚至于可以接近水星，可以接近金星，接近地球，接近火星。

　　那么今天这些数据怎么来的呢？这又有一个契机，就是1994年你们知道曾经发生了一个事件，这个事件是人类所从来没有经历过的，就是彗木碰撞。有一个彗星正好走到木星附近，而这个彗星又不是一个铁疙瘩，而是个比较松散的、像太湖石这样的一个松散的、一个固态的大石头。由于走到木星附近，被木星的引力扯动了，它就变成了21个碎片。每个碎片大概都是一两公里，这21个碎片就跟原来的整体质量就差多了，如果平均分也是每一块变成原来质量的二十一分之一，质量改变，就改变了轨道。改变了轨道，它回归木星的时候，就绕不过去了，就撞到木星上了。这件事情被天文学家拿眼睛看到了，当然事先算出来了，确确实实看到了一个小天体撞到行星的样子。人们就不禁发问，这是撞到木星了，如果类似情况撞到地球会怎么样呢？这就变成一个引人关注的事情了，因此就在1994年国际天文学会的某一个专业，小行星专业，就专门召开了国际会议。这次国际会议是在意大利一个岛上召开的，中国紫金山天文台跟北京天文台都有代表参加。参加之后，至少就形成了一个要建立近地小行星搜索网的共识。首先天文学家得发现它，发现它以后才能跟踪看它的轨道，研究它的轨道的演变。如果有了紧急情况，那就要想办法来消灾。而小行星要撞击地球，这件事情几乎不可避免。之所以说不可避免，因为我们随时随地都经过小天体的轰击，就是流星，包括流星雨。它很小，就是毫米级的，落到地球上的流星跟流星雨的灰尘每年也给地球增加的分量超过十万吨。以十万吨为计的，来自天体的固态小质点。而大一点的呢？这事情呢也并非极其罕见。拿发生在我们祖国大地的来说，在1976年3月8号那天早晨在吉林上空出现了一个火流星，这个火流星由于轨道倾角的关系，就串进地球大气了，进入底层。然后在高空220公里处爆炸粉碎了，其中最大的一块一千七百七十公斤，这块大石头就散落在吉林郊区。

　　另外一件事情，就是有名的通古斯事件。这件事情发生在将近一百年前， 1908年6月17号，曾经有一个六十米大小的，这比吉林陨石要大多了，六十米大小的，一个小天体，在8.5公里高空爆炸。这都是后来算出来的，根据后果算出来的，这个动能相当于一千万吨TNT炸药。那个事件是这样子，当时全球的地震监测仪器都记录到那个地震波了。而且在它的南方，因为它是落到了西伯利亚的无人区，叫做通古斯。所以称为通古斯事件，这就是现在的陨落地点周围的情况，两千平方公里树木全是倒伏的。当它过了90年之后，就是1998年，过了90年，在当地又开了一次国际会议，这次国际会议再一次确认它并没有一个大块的实体落到地面上，而是冲击波冲出来的。而周围散落的尘埃，可以鉴定出来，确切它已经气化了，然后又降落在周围地面。

　　现在的问题就在这儿，如果今后真不是狼来了，而是真有一个小天体撞击地球，会怎么样？我愿意告诉大家，就是国际天文学会给天文学家的任务是组织好搜索网，勤于观察，勤于跟踪观察，了解小行星的轨道和轨道的演变。如果这个小天体是个危险的小天体，是一个潜在危险的，希望给公众五十年的预警期。这五十年做什么呢？五十年做好消灾的一切准备，五十年的预警期，做怎么样的消灾准备呢？第一首先是详细地来研究轨道和轨道的演变。因为使得轨道变动的因素太多了，所以不断地观察，不断地确切来预告今后的发展。

　　第二，如果碰撞是不可避免的，那么就要采取措施。措施的方案现在已经有了。但是最好不要实施，咱们也没有经验，也没有做过实验。这很难做实验，所以才给五十年的预警期，如果经过天文学家仔细地观察跟认真地分析，它是石质的小天体。这个小天体主要是石头，那么如果是这样的话，可以采取爆破的方法。比如说把它一分为二，一分为三。可以远程去向它发射一个导弹，也可以飞近以后填装爆炸物，只要它一分为二，最少得一分为二，或者一分为三之后，每一块剩下的残片都不再是原来的质量了，今后的轨道就失之毫厘，差之千里。如果原来的轨道是奔着地球而来的，就会擦肩而过。这就是一种防灾的方法，我们人无法胜天，像这样的事情你不能不叫它来，但是防灾可以有方法。如果它是一个铁质的，那可需要谨慎行动，如果对它起爆，弄不好反而要遭灾。如果是铁质的话，现在天文学家提出的方案，就是派上飞行器去跟踪它，比如跟它并行，跟它并行的时候终于有一个时刻，就是人造天体跟小天体的相对速度等于零。在这时候，甚至于可以用机械臂去推它一下，这个不是太难的事。两个速度都等于零，相对速度等于零的时候，这个推它并不是要千斤之力，推它一下轨道就变了。我说的是容易，但人类还没有这样的实践，科学还没有这样的实践，因此还有五十年的预警期。

　　到现在为止科学家已经发现有危险的近地小行星有四个，根据中国天文学家对四个小行星的观测，根据轨道的计算和轨道演变的精确测定，五千年之内保平安。但是并没有说没有第五个、第六个，因此要勤于观察。你得尽职尽责地去发现小行星，找出小行星中的近地小行星。然后跟踪观察来研究它的轨道，这就是天文学家今天的职责，我的报告完了，谢谢大家！

iceinsummer · 发表于 2007-8-3 12:44:40

主讲人简介：

　　杜升云：北京师范大学天文学教授，多年来潜心研究天文学史，取得了丰硕的成果，著有《中华文明史》天文部分，《天文历数》等著作。

　　内容简介：

　　仰望苍穹，我们的目光流连在灿烂的星群之中，那些星与星的神奇组合，那些星座留给我们的神秘图形，曾经引发过人类辽远的遐思与憧憬。那些星座的影像，在人类童年的记忆里留下了浓墨重彩的一笔。而在数千年之后，当我们用科学的目光再度审视宇宙的时候，却发现那些星座却曾是我们登临宇宙之门的阶梯。

　　星座产生以后，对于人类认识宇宙是一个里程碑。当你认识了星空以后，就是认识星座以后，那么人们就利用这个星认识了季节的变化。你可以通过星座的变化来认识四季，哪些星在夏季出现，哪些星在冬季出现，这个是非常有规律的，当人们认识了星座以后，他就会利用星座来判断季节，我们中国人有一个非常好的办法，就是利用北斗的斗把，那么我们在汉代以前的书里头就有记载了：“斗柄指东天下皆春，斗柄指南天下皆夏，斗柄指西天下皆秋，斗柄指北天下皆冬。”就说我的四季，就靠这个北斗的斗把，它指向那一个方向，我就可以知道什么季节来临。也因为认识了星座，所以有很多天象记载，那么古人所记载的那些东西，到现在依然是现代天体物理学家所能使用的资料。所以，从这两点意义上来讲，星座它产生以后，对于人类认识宇宙是一个里程碑。

　　黄道十二宫的发掘或者是对黄道十二宫的认识，是我们揭开太阳系天体运动规律的一个里程碑，在认识太阳系天体运动规律的过程中，它起了非常重要的作用。

　　（全文）

　　说起星座来，大家对星空是比较熟悉的，因为你夜晚抬头向天空仰望的时候，你会看到很多星。那么这些星可以引起我们很多的遐想，但是，我们如果问一个问题，说是我认识这些星座有什么意义？那么在现在情况下，这星座还有没有什么价值？后一个问题说的是什么意思呢？就说当我们现在用天文望远镜来观测天空的时候呢，星座已经不是那么重要了。为什么呢？因为在用天文望远镜观测天空的时候，它是把每一个恒星的位置，就类似于我们地球上每一个地点它的经度纬度给它输入进去，输到计算机里头。那么那个计算机呢，会指挥这个望远镜，指向这颗星。所以只要我们知道这些星它的经度和纬度，那么用现代望远镜，它就可以自动地找到这些星。

　　如此说来，在望远镜的时代，这个星座，它的意义已经不是那么重要。但是并不因为这样一个原因，星座它就没有魅力。因为星座现在它已经变成广大的公众喜爱的一种文化现象。所以它现在，应该说是跟文化联系起来的一个东西，它是一种历史的遗迹这是一个。所以从这个意义上来讲，星座它具有永恒的魅力。我们既然讲星座，我们先从星座它的来源说起。到底能够从这个全天杂乱无章的星空里头，你能够捋出一些星来，那么根据它的形状来认识它们，这样的话慢慢地产生星座，而且把它们熟悉下来，认识下来。这就比方说，你在足球场看一场足球运动员的比赛的时候，因为你对你所喜欢的那个球队非常地熟悉。那么你对每一个穿哪一个号码球衣的球员你就很熟悉，这样的话，不论这个球员在场地上他移动到什么地方，你的眼睛都很快就会找到这个球员。同样的道理，虽然天上的恒星很多。但是你经过了一段时间以后，你熟悉了那些星空里头特殊的图形以后，就如同你认识了十号球员，八号球员。这样的话，你就会在星空里头，认准这几颗星所组成的图案，这就是星座。

　　但是，星座它最早产生的时间应该追溯到很早很早。在中国在外国一样，在中国，我们能够在全天的恒星里头区分出一些星来，并且认准了它就是什么东西，这个时间大家说可以追溯到什么时间呢？我们至少现在可以追溯到七千多年以前。为什么这么说呢？因为在河南濮阳古墓我们发掘了一个就是古代的一个领袖人物的一个墓葬，那么在这个墓葬里头，有用蚌壳摆成的一条龙，一个老虎，分别列在他的左右。而且在这个人骨的下方，也就是他的脚下面，还蹬着用腿的骨头就是组成的一个北斗的形状。那么经过专家们的研究，这条龙不是一般的龙，是指的天上的星座。也就说我们夏天的时候，在南方天空我们所看到的那个星的形状，在中国七千多年以前的古代，就已经把它认为是一条龙了。在冬天夜晚，它这个就是南天的星空我们会看到一只白虎，这只白虎和这条龙全是人的想象。但是在中国古代，在这么早的时间，就已经有了。其实在古文明的国家里头，这些都是同样的。比方说在埃及，五千多年以前的金字塔里头出土的棺木上的棺盖上它就有星座的图形，比方说像天鹅，就是有一只天鹅。像这样的星座，就说它也是很早很早就有，就是认识了星座。那么中国这个龙虎星座时间非常早的，我说这一点，就是人们在认识这个星座的过程中，由于它是在新石器时代，这么一个时期，就是文明正在发生的这么一个时期，开始在群星里头认出星座。那么这个具有非常重要的意义。大家想，他们的思维跟我们现代人的思维不一样，因为当时的人们对于天空具有一种敬畏的心情。因为他们觉得很多重大的事情，是从天空发生出来的，那么想到了就说有一种无形的力量，令人恐惧的力量，它来自于天空。于是，这些星座，往往就跟神联系起来。那么在中国，就跟一些部族的图腾就说这个部族很崇拜什么东西，一个部族图腾崇拜，也就在星座里头产生了。所以星座从它一诞生起，就是具有一种重要的力量，人们很畏惧它，很害怕。当然说也有一些星座留给人们很好的印象，我们现在就说在这个图上，我们春天的时候，大家可以看到，我现在就说给大家看一下这个星座。

　　那么这个星座，就是叫大熊星座，我们中国人很早就认识这七颗星。这个地方有个斗状的这七颗星，我们管它叫做北斗。大家都知道北斗，那么利用北斗这个中间的这两颗星我们可以连接起来找到北极星。所以北斗在我们认星的过程中，起了非常重要的作用。但是这样一个星座在中国，它是叫北斗，在国外，就把它想象成一只大熊，就是一个熊的形状。我们举这么一个例子，就是说其实天空中有很多星座，它都是人们在不断地积累的过程中所认识下来的。在不同的文化里头，那么对这星空，它有不同的命名。既然这个星座已经产生，那么下面就有一个问题说你对星座产生有什么评价。星座的发生或者说星座的产生，在人类认识宇宙的历程中，应该是一个里程碑的事件。就是当人们在群星之中认出星座来，这件事情是非常重要的，在我们认识宇宙的历程里，它应该是一个里程碑的事件。你光这么说你能说服我吗？为什么它是一个里程碑的事件，你有什么理由来说这一点，那么我现在，要指出两点来，来说明这件事情。

　　第一点当你认识了星空以后，就是认识星座以后，那么人们就利用这个星认识了季节的变化。当然说四季的变化，大家知道，就说是你会有感觉的。冬天寒冷，夏天炎热，这个你会有感觉。所以人们最初的历法或者最初对四季的认识，全凭人的感觉，和你看到的现象，比方说树叶落了，树叶长出来了，草长出来了，草枯黄了，这样一些物候的现象，人们来感受。另外通过自己的切身体验，太炎热了，太寒冷，但是这样的历法它是不稳定的。比方说吧，今年这个春天就热得特别早，特别快，也就说今年的春天，由于气温的变化，很可能就很短、很短。但是，这样完全是凭人的感觉，这个是不可靠的，但是有一件东西它是可以比较可靠的，就是四季的星空它是不一样的。你可以通过星座的变化来认识四季。哪些星在夏季出现，哪些星在冬季出现，这个是非常有规律的。当人们认识了星座以后，他就会利用星座来判断季节。我们中国人有一个非常好的办法，就是利用北斗的斗把，大家现在看到这个北斗的斗把。那么我们在汉代以前的书里头就有记载了，就说，斗柄指东天下皆春，斗柄指南天下皆夏，斗柄指西天下皆秋，斗柄指北天下皆冬。就说我们认识四季，就靠这个北斗的斗把，它指向那一个方向，我就可以知道什么季节来临。

　　那么同样，在西方也是有一样的东西出来。比方说在公元前13世纪的古巴比伦，大家知道汉谟拉比这是古巴比伦王朝里面非常著名的一个国王。那么在他的时代，这个黄道十二宫，就说黄道上的十二个星座已经定型了。所以人们认识星座，他是很早。而认识星座我刚才说了，在人类认识宇宙的历程中是一个重要的里程碑。理由之一，自从认识了星座我们对季节不是凭感觉了，而是靠着一个天文现象，来把它确定下来。那么大家想说，四季星空变化反映的是什么呢？实际上反映的是太阳在空间的运动，那么由于地球在绕太阳公转。所以，太阳在空间的运动实际上反映的是地球一年四季在不同的位置。所以只有在进入到天文现象来确定季节的时候，才真正进入到科学的季节，你才能真正科学的划分季节。所以认识星座来确定季节，这件事情在人类认识宇宙过程中，它应该是一个重要的事件。

　　第二个我讲也因为认识了星座，所以有很多天象记载，那么古人所记载的那些东西，到现在依然是现代天体物理学家所能使用的资料。我可以举一个例子，比方说在宋代的时候，我们宋史里头有一条记载，就是在宋史至和元年，在天关这个地方出了一颗客星，客星就是客人的客。实际上这个事情记载的是一个超新星事件，也就是在那个时候，有一个超新星爆发了。由于有了星座，也就是说它告诉你这个事情发生在天关附近，天关在现代的金牛座。因此，事件是在公元1054年发生的，那么现在，在这个地方看到了什么呢？看到了蟹状星云，也就说我们现在所发现的第一颗中子星，就是在这个蟹状星云里头。如果说没有星座，古代的这条记载尽管说是有一颗超新星爆发，你不知道在什么地方爆发。但是现在，由于有了星座，我们记载得非常详细。于是，我们现在就知道1054年爆发的那颗超新星，现在已经变成了一颗中子星，而且它的周围还有一个非常漂亮的星云伴随着它。所以，从这两点意义上来讲，星座它产生以后，对于人类认识宇宙是一个里程碑。我想现在，大家可以同意这个观点。因为，我们有事实可以说明这件事情。

　　我想第二点讲一讲黄道十二宫。我们现在来给大家看一看黄道十二宫，黄道十二宫现在还是看得比较清楚的。那么现在围着现在这个黄颜色的这条道排列着十二个星座，这十二个星座就是所谓的黄道十二宫，或者说是黄道十二星座。那么现在就是因为大家不一定是学天文的，我用了一个名词，“黄道”，那就有很多人说，我首先得弄清楚，什么是黄道，您再讲什么黄道十二宫。不然我连黄道是什么我都不知道，你讲黄道十二星座，那就很难懂了是吧。所以我这儿首先要解释一下什么是黄道。如果说黄道我们用这么一句话来解释，大家也可能很容易理解。就是如果把地球公转的轨道平面，你扩展到天空，这个平面就叫黄道面，这是可以理解的。就说地球公转的轨道平面我们无限扩展，做成一个平面，那么在天空它就可以形成一个平面。这个平面，就是黄道平面，实际上我们古代的人认识黄道不是这么认识的。因为地球在围绕太阳运行的过程当中，你在地球上并不感觉自己在动。你只看到太阳在动，所以太阳一年中在天空所排列成的这个轨迹就是黄道。所以黄道就是人们最初认识黄道就是太阳一年中在天空中所形成的这么一个轨迹，就叫黄道。所以这个黄道十二宫的意思，大家现在就明白了。就说太阳每个月会在一个星座里停留。于是就可以讲，是一个重要的一个星座认识。下面我专门把黄道上的这十二个星座来讲一讲。

　　我还要讲一句话，黄道十二宫的发掘，或者是对黄道十二宫的认识，是我们揭开太阳系天体运动规律的一个里程，或者说它是一个非常重要的工具。就是这个黄道十二宫，在认识太阳系天体运动规律的过程中，它起了非常重要的作用。这个话，为什么这么说呢？因为我们知道太阳系的行星，比方说水星、土星、木星、火星，那么这些行星，它基本上也都在黄道上在运行，虽然不正好在黄道上，但是都离得黄道不远。所以，当你认识了这个十二宫的时候，就是认识这十二个星座的时候，所有的月亮太阳和五大行星，现在九大行星，可是你肉眼只能看到五个行星，就是金木水火土，就是只能认识这五颗行星，其它的行星天王星、海王星、你需要用望远镜去看。那么，我们太阳月亮和五星它在天空运动的轨迹，就有了一个参照系统，这个参照系统就是黄道十二宫。其实这个道理，和我们坐在这个教室里头一样，您说你坐在第几排第几号，这个就说你横向和纵向的一个坐标都定死了。这是用座椅把屋子里每一个点的位置把它确定下来了。现在，我们有了黄道上的这十二个星座，无论这个天体运动到哪一个星座，我都可以记录下来。当记录下来以后，因为这些天体都是在移动中，那么它移动的过程中，什么时候移动到哪一点，那么就逐渐地被记录下来了。记录下来以后，人们就可以认识这个日月运行的规律。当然我们中国，有中国自己的办法。中国古代有二十八宿，二十八宿和这个黄道十二宫它的功能是相同的。只不过，就说是在西方它用这十二个星座，中国用了二十八个星座。大家都知道的，就是哥白尼的天体运行论，就是在哥白尼之前，人们以为太阳月亮和这些行星，都是围绕着地球旋转的。那么他们怎么就找出这种运动规律？正是因为有了黄道十二宫，和中国的二十八宿这种图形，你才能够每时每刻地知道日月五星，它在天空的位置。所以黄道十二宫和中国二十八宿对于天体运动规律的揭露是非常重要的一个历史事件。

　　那么在讲十二个星座的时候，我想用这么一句话，就说星座是一个永恒的情趣，为什么呢？因为在港台歌星里头，他们的所谓资料里头，其中有一个重要的资料，就说他们是哪个星座，所以我们很多青少年对于他们所熟悉的歌星，都知道某某人是哪个星座。于是，他对自己是哪个星座也很感兴趣。其实，这个道理很简单，因为太阳是每个月在一个星座里头，那么当然你出生在哪一个月，那么就说你所在的星座也就确定了。反正一年就十二个月，你不会出生在第十三个月，因为我们讲的是阳历，不是讲的阴历。所以就说有了这十二宫，也就是说这十二个星座把所有人，你在哪一个星座都定死的了。不会说你在此外，再找出一个什么星座来，那么就是开玩笑了。

　　那么黄道上这十二个星座，它有一个记忆的方法。我现在，给大家说一下，就说你要想记这十二个星座怎么记呢？我编了一个顺口溜，是这么说的：“鱼羊牛子蟹狮宫，女秤蝎马羯宝瓶”。鱼就是双鱼座，羊就是白羊座，鱼羊牛子，牛就是金牛座，子就是双子座，鱼羊牛子，蟹狮宫，就是巨蟹和狮子。这样的话，上边是六个星座，下面女秤，室女座和天秤座。女秤蝎马，就是天蝎和人马，羯宝瓶，魔羯座和宝瓶座这样的话这十二个星座都有了。就说你用一个，其实你把这十二个星座排起来的时候，我刚才说了，你从鱼开始，双鱼开始，这个话就自然地出来了。这样的话你就很容易记住这十二个星座。因为人们对这自己，就说是特别是现代的青年人，对于自己是哪个星座的，很感兴趣，所以，它的普及率也就很高。所以我说，它是一个永恒的情趣。大家在这个玩笑之中，就说就熟悉了天上有这么十二个星座，对于黄道十二宫自然而然地就了解到了。

　　下面，我讲一讲你出生在哪个星座好，我是哪一个星座最好。那么这个星座，是在什么情况下你就会感觉到？我讲这么一件事情，我们所以能够认识这么多星座，现在在全天有八十八个星座，黄道的十二个，全天有八十八个星座。这是1933年国际天文学会规定下来的。但是它在规定的过程中，是尊重历史的。就说是历史上大家逐渐积累起来这个星座知识呢，被它所引用。那么现在，我要回答这个问题，就说你这个星座你所以能够认识这些星座，全在你的眼睛，全在我们的眼睛。为什么这么说呢？我们人的眼睛就这么灵敏，我们只能看到最暗的星，暗到六等星。也就是说我们在全天，你在北天你了不起就是看两千多颗星吧，再暗的星你就看不见了。所以我们在将近三千颗星这么一个范围内，那么有些亮星它就是有数的。这些亮星，恰恰它会组成一些图形，就是这个像狮子了，或者那个像什么秤，或者那个像个羊头了。那么中国就像擓酒的勺子了，那么叫北斗，像这样一些。就说完全是因为你用这些亮星排列图案，想像它是一个什么东西，就出来这个星座。如果我们的眼睛不是这样地糟糕，我们的眼睛，就是非常的灵敏可以看到十三等星，也就是说那些暗星也都可以看见的话，我们会是什么情况呢？我们可以在全天，看到四百多万颗星。我们在北天至少可以看到二百多万颗星，二百多万颗星，你还能在里头发现什么星座吗？你就发现不了，你看不见星座了。我讲的意思就说我们所以现在，就是有这个星座知识，全是因为我们眼睛的灵敏度不够。如果我们的眼睛灵敏度提高了，这些星座实际上是不存在的。所以就说其实哪个星座都一样，在任何天区那些星都是很多很多的。就是我刚才讲了，如果你能看到十三等星的话，北天就有会二百多万颗星，所以你就不会看见那么美丽的图案了，至少这种浪漫的情调就减少了很多。不过不要紧，我们的眼睛还是只能看到六等星，所以现在我们在外头，依然可以看到这些星座，所以我认为星座的这种情趣，是永恒的。

　　我们就来讲讲第一个故事吧。这个星座我们叫做室女座，室女星座，室女在现在，有人管它叫做处女座。那么室女座在西方，把它是想像成一个神。那么这个神，是一个漂亮的女神，所以也可以讲是一个美丽的女神。这个美丽的女神叫做得墨忒耳。这个得墨忒耳她是天神克洛诺斯跟女神瑞亚所生的孩子。那么这个形象，是一个带翅膀的女神，她的一个手拿着镰刀，另外一个手抱着麦穗。所以室女座的形象非常漂亮，室女座得墨忒耳这个故事是这么来的，就说呀，这个克洛诺斯是当时的希腊的主神，那么他自己，有一个先知的能力，就说他可以预知到将来的事情。他就预知到他将来会被他的孩子所推翻。所以，每当她瑞亚生一个孩子，他就把这个孩子吃掉。那么连续吃掉了五个孩子，当第六个孩子出生以后，他的母亲为了保护他，就用了一块石头包着。这个神话就是神话，你不能用这个常人的逻辑来想这件事情，就用把石头用襁褓包起来。这个主神克洛诺斯以为这就是他的第六个孩子，就把这个石头吃下去，以为把这个后患已经绝掉了，就是说不会有人推翻他。六个孩子都吃掉了，实际上，这第六个孩子就是希腊的主神宙斯。那么宙斯他的祖母就是大地女神该亚，我们知道地球就是叫该亚，实际上就是大地女神。那么这个宙斯，是活下来了，并且，在他祖母大地女神盖亚的帮助下，最后确实是推翻了克洛诺斯。那么当然推翻以后，他就命令他的父亲，你得把那五个孩子都吐出来。于是，他就把前五个孩子都给吐出来了。吐出来以后，这五个孩子分别是冥王哈德斯，就是主管阴曹地府的哈德斯。海神波塞冬，这是两个，然后还有一个宙斯是男的。那么三个男的，那么还有三个女的。一个女的就是这儿的主角得墨忒尔，所以她也是宙斯的姐姐。另外，还有两个都是宙斯的姐姐一个是赫拉，一个是赫斯提亚，赫斯提亚是灶神，就像咱们中国的灶王爷似的，主管咱们民间的事情。那么赫拉，就是成了天后了，也就说做了主神的夫人了。那么当得墨忒尔做了农神以后，就是她主管农业，主管各种春天能够生长的万物。还包括叮当响的泉水，泉水涌出也归这个女神管。所以，当这个女神在大地上巡游的时候，草木繁茂，鲜花盛开，所以是一片繁荣的景象。

　　天秤座是室女座的东边，是一个小的星座。它好像是一杆秤似的，那么天秤，在神话里头就是这个得墨忒尔她的。她也是主管人间公平的神，所以这个秤就是来衡量善恶的一个准星，就是用它来称量人间的善恶。所以这个室女也被认为是主管人间公平的事，所以天秤也就是一个主管公平的星座，那么在黄道十二宫里头我们讲到了两个星座。

　　那么第三个，我想讲白羊。白羊座是这样，白羊座被认为是一个会飞的金羊，就说它的毛都是金色的，都是由金子构成的。那么这个是在希腊古代有一个国王，这个国王，他跟云中女神，组成了统治这个国家的一个最高的元首和王后，他们生有一男一女，就生有两个孩子。这个故事，它很有些人情味。那么生完这个孩子以后，这个国王又看见一个妖艳的美女，这个妖艳的美女叫伊诺。那么这个时候他就变心了，于是他就抛弃了原来的王后，来娶了这个伊诺作他的这个新的王后。但是这个妖艳的女人心术不正，不但想夺取王后的位置，而且还想把这两个孩子除掉。她这个除掉孩子的计谋，用的是什么呢？天神需要祭祀，祭祀需要用男孩子斩杀这个孩子来祭祀。这个时候他的母亲就是云中女神，非常的悲哀。正好就是神使，就是在神之间来通讯的天神就是赫尔墨斯，他看到了这个现象，他不能让这个悲惨的事情发生。于是，他就给这个云中女神一个金色的会飞的羊，让这两孩子骑到了这个羊的身上。于是这个羊就飞起来了，当这个羊飞跃大洋的时候，他的姐姐忍不住向下观看。大家都有这个经验，如果你在很高的高空，如果你不看下边的话还没事，如果你一看下边的话，晕得很。那么他的姐姐就是往下一看自己就掉到了海洋里头去，但是她的儿子得救了。那么宙斯为了褒扬，表彰金羊的这个业绩，所以就把它放到了天上，于是就出现了白羊座，这些故事有助于我们来认识这些星座。

　　我们第二个故事来讲这个大英雄赫剌克勒斯，赫剌克勒斯是古希腊的一个大英雄，实际上他也是古希腊主神宙斯的孩子。那么赫剌克勒斯他的英雄业绩主要有很多，但是我讲故事只讲跟星有关的故事。我想，赫剌克勒斯立的功劳里头，其中有些是这样的，就说宙斯不忠实于，他是一个不忠实的丈夫，当然天后赫拉就非常的愤怒，非常的愤怒，就想把这个孩子置于死地。从这个孩子出生开始，她就给他制造困难，就给他找一些有毒的，各种强悍的这种动物，来想伤害这个孩子。所以当赫剌克勒斯八个月的时候，赫拉就派了两个蛇，而且是毒蛇，就是来咬这个孩子。但是这个孩子具有神力，就是在八个月的时候，就把这两条蛇给掐死了。这个在天空有一个长蛇座，那么它也就是纪念他的一个业绩。那么现在跟赫剌克勒斯的英雄业绩有关系的星座，主要有金牛座，就是一头非常凶猛的野牛那么这个赫剌克勒斯给宰杀了。第二个就是狮子叫墨涅亚雄狮，那么这个猛狮就是非常地有力，非常地强大，所以无人可敌。但是类似于武松打虎的那个架势，这个赫剌克勒斯，愣是把它脖子掐住把这个狮子给勒死了。这个故事呢主要表现这个赫剌克勒斯非常地英勇，非常地有力，这是一个狮子。

　　再一个是有一个庞大的蝎子，毒蝎，那么也被他斩杀了，又是一个。还有一个螃蟹，这个螃蟹呢，它迂回，螃蟹是横行的，是吧，它咬住赫剌克勒斯的脚。但是这个赫拉派的这个螃蟹呢是个有毒的螃蟹，所以就是咬了赫剌克勒斯，咬住以后，螃蟹夹住他，你还是很难撒开的，所以他用他的这个棒一下把螃蟹打碎了。所以现在在天空，这些个动物都在天上。天蝎，就是那条巨大的蝎子，天蝎座。狮子座，墨涅亚雄狮，狮子座在天空。那么还有金牛座，还有就是刚才说的巨蟹。这样的话，我们又讲了黄道里头的四个星座。

　　我们来讲山林之神的一个故事。山林之神，他是信使赫尔墨斯他的一个孩子。有一次宴席上突然出现了一个大怪物，这个大怪物，有一百个头，是一个大的毒蛇。非常地巨大，众神就都做了化身逃跑，变化了都逃跑了。其中咱们这个山林之神反应慢了一点点，他是想从河里头跑，下半身就变成鱼了，上半身还没来得及变，就钻到水里头去了。于是，现在就出现了一个就是魔羯座，这个魔羯座它的形象，就是一个下半身是鱼，上半身是羊的头。在宴席上还有一个人变化非常好。宙斯非常欣赏，就是美女阿芙洛狄特，那么她跟她的儿子变化成两条鱼，就是也从水里头跑了。后来，宙斯把这两条鱼，也放到了天上，这就是双鱼座。宝瓶座，我们可以看到一个美少年，正在拿着瓶子取倒琼浆，那么这个美少年他所担负的责任，就是在宴席上，来倒酒，原来这个活儿不是他干的，原来这个活是宙斯的女儿来做的。当这个赫剌克勒斯成了仙以后，他就跟天后赫拉消除了误会了，不是消除误会了，他也承认了赫剌克勒斯非常地英勇。所以她就把她女儿嫁给了赫剌克勒斯，嫁给了赫剌克勒斯，倒酒的没有人了。于是宙斯就到人间找一个长得非常漂亮的人来承担，于是这个美少年，甘尼美提斯，被找到了天上，找到了天上以后，就做了原来他的女儿做的这个工作，就是来倒酒。所以，就是这就是刚才我们讲的宝瓶座的故事。

　　人马座，我们来看一下，这个是一个很怪的动物。就是上半身是人，下半身是马，一匹骏马。这个是希腊神话里头特有的东西，他们叫“仙陀”。这个仙陀其中有一个仙陀是时间之神和海洋女神的孩子，他叫喀荣。现在我们所看到这个图像就是喀荣的图像。喀荣有一个特点，无所不知，无所不会，就说是一个全才，不但是一个全才，而且谆谆善诱，是一个教育家，他培养出很多很好的人来，比方说像赫斯克拉斯。双子是这样，花心的主神宙斯，就是在巡游的时候，又看见了一个美女，看见了一个美女，他就又变化，这次变化他变成一只美丽的天鹅，这个天鹅飞到美女的身边，这个美女是一个公主，那么这个公主看到这个天鹅这么的可爱，最后又跟它亲热亲热最后，又让宙斯得手。得手于是她回到宫里头以后，生下一个鹅蛋，因为他化身是一个天鹅。生下鹅蛋，鹅蛋破裂以后就出现了两个孩子，也就是我们在这个图形里头看到的这两个孩子，这就是双子座，就说实际上也是宙斯的儿子。这样的话，我们就把这个十二个星座的故事就全讲完了。

账号		自动登录	找回密码
密码			注册

宇宙知识系列讲座

寻找地外生命

寻找“丢失”的行星

小行星会撞地球吗

星座传说